第6讲明快而严格,但其使用场合受到限制的内曼-皮尔逊式推理
6-1运用内曼-皮尔逊式推理解答有关壶的问题
我们再来回顾一下,上一讲中提到的概率推理问题。
面前有一只壶,已知这个壶不是A壶就是B壶,但是单从外表看不出究竟是哪个。而目前已知的是:A壶中有9个白球和1个黑球,B壶中有2个白球和8个黑球。现在,如果从壶里取出1个球,并且这个球是黑色的,那么,就可以推断出面前这个壶究竟是A还是B吧。
关于该壶的情况,已知以下四点:
事实1A或者B。
事实2’如果是A,则可能是白球
事实3’如果是B,则可能是黑球
事实4黑球(不是白球)
在采用这些事实进行的推理中,事实2’和事实3’中由于加入了“可能”一词,因此不能用于进行逻辑性推理。但是,如果再增加一条判断,并沿着与逻辑推理基本相同的路径来操作的话,是可以进行推理的。
这一条判断是指,只要“可能”所代表的概率性数值只要满足一定的标准,就能够意识到做出错误判断的风险。
如果10次中出现1次错误,也就是说有10%的概率做出错误判断,那就没办法了,只能听天由命。不过,在此判断的前提下,倒是有可能得出以下结论。
首先,暂且假设该壶为A壶,并且,从事实2’中可以得出是白球的结论。但是,这个结论并不一定绝对正确,依然有10%错误的概率。因为从A壶中取出黑球的概率是0。1。
虽然仅有错误的概率只有10%,但把这个含有错误可能性的结论“是白球”与事实4相结合,便会产生矛盾。因此,否定该壶为A壶的假设,便可以推断出“不是A壶”的结论。这统计学中有一个专有名词,叫作“抛弃假设A”。最后,通过事实1与“不是A壶”的判断,综合得出“是B壶”的结论。
以上便是标准统计学(内曼-皮尔逊统计学)的逻辑推理过程。
推理过程中的关键是,接受“可能”这一字眼所包含的10%的判断错误的风险概率。因此,即使不知道当前所做出“是B壶”的判断究竟是正确还是错误,但如果用这个方法继续进行推理,即使仅有10%判断错误的概率,也有可能得出错误的结论。也就是说,有可能会发生“实际上是A壶,但得出的结论是B壶”的情况。
6-2假设检验的过程
上一节讲到的概率推论方法,即标准统计学(内曼-皮尔逊统计学)中的“假设检验”法。本书对于内曼-皮尔逊统计学不做专门解说,因此不进行详细深入的介绍(读者朋友如有需要,可参考拙作《完全自学统计学入门》(详见参考文献⑨))。以下,针对假设检验的顺序进行简单介绍。
假设检验的顺序
第一步:提出想要验证的假设A。假设A又名“解消假设”。
第二步:若假设A不成立,再提出一个假设B。假设B又名“对立假设”。
第三步:若假设A成立,再设定一个只有在小概率α的情况下能观察到的现象X。
第四步:确认是否观察到了现象X。
第五步:若能观察到现象X的情况下,则判断解消假设A是错误的,此时便可以抛弃解消假设A,而选择对立假设B。